" esimene osa
Ensüüm, mis katalüüsib Krebsi tsükli neljandat etappi, on α-ketoglutaraadi dehüdrogenaas; see ensüüm on ensüümikompleks, mis on väga sarnane püruvaadi dehüdrogenaasiga. Mõlemad koosnevad 48–60 valgust, milles tuntakse ära kolm erinevat ensümaatilist aktiivsust ja millel on samad ensümaatilised kofaktorid; on väga sarnased ensüümid, kuna toimivad sarnastele substraatidele: nii püruvaat kui ka l "α-keto glutaraat, on α- ketohapped. Kahe ensümaatilise kompleksi toimemehhanism on sama.
Tiamiinpürofosfaadi rünnak karbonüüli (C = O)α-ketoglutaraat, viib selle dekarboksüülimiseni ja moodustub karboksühüdroksüpropüülderivaat. Järgneva üleviimisega lipoamiidile toimub sisemine redoksprotsess, millest saadakse lipoamiidkarboksüderivaat või suktsinüül-lipoamiid.
Suktsinüül -lipoamiid reageerib seejärel koensüümiga A, saades suktsinüül -koensüümi A (mis jätkub Krebsi tsüklis) ja redutseeritud lipoamiidi, mida FAD uuesti oksüdeerib: moodustunud FADH2 oksüdeeritakse uuesti NAD + abil ja saadakse NADH. Selles etapis toimus seega süsinikdioksiidi kujul teine süsiniku eemaldamine süsinikdioksiidi luustikust.
Koensüüm A -ga seotud atsüülrühm on aktiveeritud kujul, see tähendab, et sellel on kõrge energiasisaldus: seetõttu on võimalik kasutada suktsinüülkoensüümi A energiat.
Krebsi tsükli viiendas etapis allutatakse suktsinüülkoensüüm A toimele suktsinüültiokinaas; selle toimimisviisi kohta on püstitatud kaks hüpoteesi: kirjeldame ainult ühte kahest, sest see on enim akrediteeritud. Selle hüpoteesi kohaselt ründab suktsinüülkoensüümi A ensüümi histidiini (Hys) lämmastik: koensüüm A vabaneb ja vaheühendina moodustub histidiinist saadud addukt, st suktsinüülensüüm (või suktsinüül-Hys) ); sellele vaheühendile mõjub ortofosfaat, mis viib suktsinaadi vabanemiseni ja fosfoensüümi moodustumiseni. Fosfoensüüm, mida ründab guanosiindifosfaat (SKP), toodab guasnosiintrifosfaati (GTP) ja ensüüm vabaneb. Energia seisukohast GTP = ATP: side, mis annab energiat, on mõlemal liigil sama (see on anhüdriidside fosforüül Β ja fosforüül γ vahel). Mõnel juhul kasutatakse GTP -d kõrge energiasisaldusega materjalina, kuid tavaliselt muundatakse GTP ensüümi toimel ATP -ks nukleosiid -difosfokinaas (NDPK); on rakkudes leiduv ensüüm, mis katalüüsib järgmist reaktsiooni:
N1TP + N2DP → N1DP + N2TP
Üldine NiTP ® nukleosiidi trifosfaat
Üldine NiDP ® nukleosiiddifosfaat
See on pöörduv reaktsioon; meie puhul juhtub:
GTP + ADP → SKT + ATP
seetõttu võib see liikuda paremale või vasakule isegi siis, kui reaktiivide kontsentratsioonid on väikesed.
Kui Krebsi tsükkel kulgeb sellisel kiirusel, et ATP tootmine on suurem kui energiavajadus, on ADP -d vähe, samas kui ATP -d on palju: nukleosiid -difosfokinaasi poolt katalüüsitud reaktsioon on vasakule suunatud (GTP koguneb, kui nukleosiidi difosfokinaasil ei ole piisavalt substraati, st ADP). Seetõttu on GTP signaal energia kättesaadavusest ja aeglustab seetõttu Krebsi tsüklit.
Krebsi tsükli kuues etapp viib fumaraadi moodustumiseni suktsinaatdehüdrogenaas; see ensüüm annab stereospetsiifilise reaktsiooni, kuna küllastumata (see on alkeen) trans moodustub alati, st fumaraat (samas kui cis -isomeer on maleaat). Suktsinaatdehüdrogenaasi leidub sisemisel mitokondriaalsel membraanil, samas kui kõik teised Krebsi tsükli ensüümid on mitokondris laiali.
Suktsinaatdehüdrogenaasil on kofaktorina FAD; seda pärsib oksaloatsetaat (tagasiside inhibeerimine), samal ajal kui selle positiivseks modulaatoriks (aktivaatoriks) on suktsinaat ja fumaraat. selle aktivaator. Proovime mõista, miks, hüpates Krebsi tsükli lõppfaasi. krebsi tsükkel nõuab energiat, nii et ainus võimalus patsiendilt oksaloatsetaati saada on see, et patsiendi kontsentratsioon on väga kõrge: malaat on üks metaboliite, mille rakkude kontsentratsioon on kõrgeim. Reaktsiooni, mis muudab malaadi oksaloatsetaadiks, soosib ka asjaolu, et tsitraadi süntaasi toimel hoitakse oksaloatsetaadi kontsentratsiooni madalal. Suktsinaatdehüdrogenaasi poolt katalüüsitud reaktsioon on siis isesöötmise reaktsioon ja see on ainus viis malaadi muundamiseks oksaloatsetaadiks.
Mitokondriaalse malaadi kontsentratsioon peab ühilduma tsütoplasmaatilise malaadi kontsentratsiooniga: ainult siis, kui mitokondriaalse malaadi kontsentratsioon on nii kõrge, et tagada malaadi muundumine oksaloatsetaadiks (Krebsi tsüklis), võib malaati kasutada ka muudel viisidel (mis on tsütoplasmaatilised): tsütoplasmas saab malaadi muuta oksaloatsetaadiks, millest saab aspartaadi GOT (see on transaminaas) või glükoosi abil glükoosi toimel.
Naaseme Krebsi tsükli seitsmenda etapi juurde, seda katalüüsib ensüüm fumarasi: L-malaadi valmistamiseks lisatakse stereospetsiifiliselt vett.
Krebsi tsükli viimases etapis, millest me juba rääkisime, võeti vastu tegevus malaatdehüdrogenaas. See ensüüm kasutab katalüütilise toime jaoks NAD + molekuli.
Oleme seega lõpetanud krebsi tsükli erinevate etappide kirjelduse.
Krebsi tsükkel on täielikult pöörduv.
Krebsi tsükli kiiruse suurendamiseks võib selles tsüklis esinevate metaboliitide kontsentratsiooni suurendada; üks Krebsi tsükli kiiruse suurendamise strateegiatest seisneb selles, et mitokondritesse sisenev püruvaadi osa muundatakse oksaloatsetaadiks (püruvaatkarboksülaasi toimel) ja seda ei muudeta atsetüülkoensüüm A -ks: suurendab oksaloatsetaadi kontsentratsiooni. on Krebsi tsükli metaboliit ja suurendab seega kogu tsükli kiirust.
Krebsi tsüklis muundatakse kolm NAD + kolmeks NADH -ks ja üks FADH2 -ks ning lisaks saadakse GTP: Krebsi tsüklist saadud redutseerimisvõimsuse suunamisega toodetakse veelgi ATP -d; hingamisahelas kandub redutseeriv jõud NADH -lt ja FADH2 -lt hapnikule: see ülekanne on tingitud mitokondriaalsel membraanil paiknevatest ensüümidest, mis oma toimel põhjustavad ATP tootmist.
Hingamisahela protsessid on eksergoonilised protsessid ja vabanenud energiat kasutatakse ATP tootmiseks; raku eesmärk on kasutada eksergoonilisi protsesse ATP sünteesi teostamiseks. Iga hingamisahelasse siseneva NADH molekuli kohta saadakse 2,5 ATP molekuli ja iga FADH2 kohta 1,5 ATP molekuli; see mitmekesisus on tingitud asjaolust, et FADH2 siseneb hingamisahelasse madalamal tasemel kui NADH.
Aeroobse ainevahetuse vähendava jõuga saadakse 30-32 ATP (219-233 kcal / mol) efektiivsusega umbes 33% (anaeroobse ainevahetuse efektiivsus on umbes 2%).
